Авторы
Нежин А.Н.(1,2), Чуразов Е.М.(2,4), Хабибуллин И.И.(3, 2, 4), Лыскова Н.С.(2)
Организации
(1) Московский Физико-Технический Институт (Национальный Исследовательский Университет)
(2) Институт Космических Исследований РАН
(3) Университет Людвига и Максимилиана
(4) Институт Астрофизики общества им. Макса Планка
(2) Институт Космических Исследований РАН
(3) Университет Людвига и Максимилиана
(4) Институт Астрофизики общества им. Макса Планка
Сессия
Астрофизика и радиоастрономия
Форма представления
Устный
Научный руководитель
Чуразов Евгений Михайлович
Место работы научного руководителя
Институт Космических Исследований РАН; Институт Астрофизики общества им. Макса Планка
Текст тезисов
Исследование излучения для межзвездной и межгалактической среды является основным инструментом изучения характеристик данных объектов. В частности, спектр излучения, возникающий при прохождении ударных волн в типичной столкновительной плазме, может предоставить ценную информацию о процессе, породившем это возмущение. Однако такие исследования осложняется несколькими факторами.
Во-первых, из-за низкой плотности астрофизической плазмы возможные для наблюдений последствия какого-либо события отстают от самого события на миллионы лет, что связано с большими характерными временами взаимодействия между компонентами среды. Во-вторых, за фронтом ударной волны доли ионов в плазме часто значительно отличаются от равновесных значений, которые можно было бы ожидать при текущей температуре электронов. В-третьих, дополнительными осложняющими анализ факторами могут выступать неравномерный нагрев электронов и ионов на ударной волне, а также возникновение неоднородностей плотности в окружающей среде.
Таким образом, в данной работе уделяется внимание разработке численных методов моделирования истории процессов неравновесной ионизации плазмы, являющейся критически важной для расчета спектров рентгеновского излучения в скоплениях галактик и вспышках сверхновых на ударных волнах. При этом, так как основные допущения относятся к атомным процессам, а не к космологическим, реализуемая задача может быть применена к широкому кругу астрофизических проблем.
Работа разделена на три части: теоретическую, сравнительную и практическую.
В первой части работы обсуждается теория моделируемых процессов, которая включает в себя:
- форму уравнения баланса после фронта ударной волны;
- вопросы ударного скачка параметров компонент астрофизической плазмы [2, 5] с металлами, соответствующими приближению малой примеси;
- постударную эволюцию температур, основанную на кулоновских соударениях [1, 3].
Вторая часть посвящена рассмотрению как классических численных методов, так и, например, метода «собственных векторов – собственных значений» [4]. А также обсуждается целесообразность применения тех или иных вариантов решения задачи в зависимости от её постановки.
В третьей части представлены результаты применения построенной модели.
Литература
1. Коган В.И. О скорости выравнивания температур заряженных частиц в плазме // Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций. Т. 1. М.. АН СССР, 1958. С. 130-137.
2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М., Физматлит, 2001. 736с.
3. Huba J. NRL: Plasma Formulary. Washington. 2004. 70c.
4. Hughes J. P., Helfand D. J. Self-consistent models for the X-ray emission from supernova remnants: an application to Kepler’s remnant // Ap. J. 1985. V. 291. Pp. 544-560.
5. Vink J. et al. On the electron-ion temperature ratio established by collisionless shocks // A. & A. 2015. V. 579. P. A13.
Во-первых, из-за низкой плотности астрофизической плазмы возможные для наблюдений последствия какого-либо события отстают от самого события на миллионы лет, что связано с большими характерными временами взаимодействия между компонентами среды. Во-вторых, за фронтом ударной волны доли ионов в плазме часто значительно отличаются от равновесных значений, которые можно было бы ожидать при текущей температуре электронов. В-третьих, дополнительными осложняющими анализ факторами могут выступать неравномерный нагрев электронов и ионов на ударной волне, а также возникновение неоднородностей плотности в окружающей среде.
Таким образом, в данной работе уделяется внимание разработке численных методов моделирования истории процессов неравновесной ионизации плазмы, являющейся критически важной для расчета спектров рентгеновского излучения в скоплениях галактик и вспышках сверхновых на ударных волнах. При этом, так как основные допущения относятся к атомным процессам, а не к космологическим, реализуемая задача может быть применена к широкому кругу астрофизических проблем.
Работа разделена на три части: теоретическую, сравнительную и практическую.
В первой части работы обсуждается теория моделируемых процессов, которая включает в себя:
- форму уравнения баланса после фронта ударной волны;
- вопросы ударного скачка параметров компонент астрофизической плазмы [2, 5] с металлами, соответствующими приближению малой примеси;
- постударную эволюцию температур, основанную на кулоновских соударениях [1, 3].
Вторая часть посвящена рассмотрению как классических численных методов, так и, например, метода «собственных векторов – собственных значений» [4]. А также обсуждается целесообразность применения тех или иных вариантов решения задачи в зависимости от её постановки.
В третьей части представлены результаты применения построенной модели.
Литература
1. Коган В.И. О скорости выравнивания температур заряженных частиц в плазме // Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций. Т. 1. М.. АН СССР, 1958. С. 130-137.
2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М., Физматлит, 2001. 736с.
3. Huba J. NRL: Plasma Formulary. Washington. 2004. 70c.
4. Hughes J. P., Helfand D. J. Self-consistent models for the X-ray emission from supernova remnants: an application to Kepler’s remnant // Ap. J. 1985. V. 291. Pp. 544-560.
5. Vink J. et al. On the electron-ion temperature ratio established by collisionless shocks // A. & A. 2015. V. 579. P. A13.